前不久,有媒體報道稱,在美國佛羅里達州一輛特斯拉Mdoel Y工程測試車上裝載了激光雷達傳感器。作為自動駕駛感知領(lǐng)域視覺派的堅定守護者,馬斯克最終也難逃“真香”定律。
車載小型激光雷達
激光雷達技術(shù)作為一種重要的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境感知技術(shù),已經(jīng)在測量測繪、自動駕駛、數(shù)字孿生、環(huán)境監(jiān)測等多領(lǐng)域得到應(yīng)用。在“十四五規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要”中,數(shù)字中國建設(shè)被重點提及,激光雷達技術(shù)或?qū)⒃跀?shù)字化建設(shè)中迎來更廣闊的應(yīng)用范圍。
面對數(shù)字中國建設(shè)這一宏大的時代命題,激光雷達技術(shù)將如何為其賦能,激光雷達技術(shù)的普適化應(yīng)用將面臨哪些亟需解決的難題,帶著這些疑問,記者采訪了北科天繪創(chuàng)始人、總工程師張珂殊,聽他詳解激光雷達技術(shù)的現(xiàn)在與未來。
北科天繪總?程師張珂殊
練就“慧眼”感知世界
“激光雷達技術(shù)最突出的特點就是能夠快速、準確地獲取大量的三維點云數(shù)據(jù),從而立體感知真實世界。如果說攝像頭是‘眼睛’,那么激光雷達就是一雙更具觀察力的‘慧眼’,能夠更加精準地感知世界。”張珂殊解釋道。
張珂殊既是北科天繪的創(chuàng)始人、總工程師,也是國內(nèi)激光雷達領(lǐng)域的技術(shù)大咖,他在激光雷達技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域深耕了二十余年,自2005年以來,更是帶領(lǐng)北科天繪科研團隊取得多項國際領(lǐng)先、國內(nèi)首創(chuàng)的突破性成績。
在交談中,張珂殊特別強調(diào),目前激光雷達技術(shù)在測繪行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,但其可施展的領(lǐng)域卻遠不止于此?!凹す饫走_傳感器化是一個重要的發(fā)展方向,所以我們應(yīng)該把激光雷達看作是感知世界的一種手段,而不僅僅是一個測繪工具。只有這樣,激光雷達技術(shù)才能真正成為洞悉世界的‘慧眼’,這也是北科天繪一直努力的方向和目標(biāo)?!睆堢媸庹f道。
經(jīng)過十多年的創(chuàng)業(yè),現(xiàn)在北科天繪已經(jīng)是國內(nèi)少有的具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的,能生產(chǎn)激光雷達相關(guān)設(shè)備的供應(yīng)商之一?!澳壳爸髁鞯募す饫走_掃描方式主要分為機械掃描、OPA(即光相控陣)和MEMS(即Micro-Electro-Mechanical System,也叫做微電子機械系統(tǒng))三種,這三種方式各有利弊。”張珂殊介紹道。
他認為,并不需要太艱深的物理知識就能將利弊解釋清楚。比如,機械掃描方式結(jié)構(gòu)簡單,有廣泛的適用性,但是不適用于高動態(tài)場景,難以進行車規(guī)級應(yīng)用。
OPA則是由于光的特性,導(dǎo)致其被搭載在車上時容易受到大氣端流干擾。張珂殊舉例說:“物理實驗中的雙縫干涉就可以解釋這一影響,只要屋子空氣對流強一些,干涉條紋就會波動和削弱,應(yīng)用在OPA上也一樣,干擾一多就會導(dǎo)致相位掃描不再可靠?!?
而MEMS從字面上理解,其具有微米量級的工藝特點,難以去適應(yīng)毫米級的掃描鏡面進行高頻振動掃描。
張珂殊說:“激光雷達需要參照兩個主要的技術(shù)發(fā)展路線:第一是數(shù)字相機,既要學(xué)習(xí)它的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò),也要學(xué)習(xí)商業(yè)成功經(jīng)驗;第二要學(xué)習(xí)微波雷達,既要學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)展史,也要知道驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的最終方向是什么?!?
向“芯”而行,開拓應(yīng)用藍海
近年來,隨著激光雷達技術(shù)在多領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣,人們對于其的討論也日漸增多。但張珂殊認為,激光雷達產(chǎn)品及其技術(shù)的應(yīng)用,目前仍限于特定場景,大眾化應(yīng)用和更深層次的商業(yè)價值仍有待開拓。
激光雷達技術(shù)要實現(xiàn)傳感器化,真正成為感知世界的重要手段,還需要解決諸多問題,首先就是成本。激光雷達價格過高讓車企和消費者都承擔(dān)不起,部分高端三維激光掃描設(shè)備的市場價格達到數(shù)十萬甚至上百萬,而普通車規(guī)級小型激光雷達的價格也在萬元以上。這種價格比起大眾傳感器的目標(biāo)定位價格還存在差距。
受限于機械零部件的使用壽命,機械激光雷達的可靠性和穩(wěn)定性也不盡人意;此外,體型大、難以過車規(guī)、工藝繁復(fù)、生產(chǎn)效率低等都是機械激光雷達大規(guī)模生產(chǎn)的瓶頸。